Спорынья – болезнь пшеницы на неухоженных полях
Ежегодно из-за массовых вспышек спорыньи пшеницы в отдельных регионах урожайность снижается на 10—15%, а в неблагоприятные годы потери достигают до 25%. Снижение урожайности пшеницы пропорционально количеству инфицированных колосьев.
Прорастание склероциев спорыньи, снижает качество и количество урожая, влияет на качество муки и зерна. На одном колосе бывает от 1 до 5 склероциев. Вред развивающейся спорыньи заключается не только в снижении количества урожая. Примесь пшеницы, пораженной спорыньей, придает ядовитые свойства муке.
Начиная с 1995 года спорынья активно распространялась в посевах пшеницы и всех зерновых культур, больше всего поражая озимые.
Влияние спорыньи на организм человека
Спорынья вызывает снижение урожайности, но более значимым является наличие в зерне склероций. Вред спорыньи для человека в том, что ее склероции содержат токсичные алкалоиды (эрготамин, эрготоксин, эргометрин, эргин и др.) — органические вещества, производимые злаками, хвощами, папоротниками и грибами.
Они опасны для теплокровных организмов и вызывают сужение кровеносных сосудов. Многие из них — сильные яды, вызывающие серьезные отравления. Заболевание связано с поражением центральной нервной системы и отличается следующими симптомами:
- судороги мышц;
- слабость, головокружение, потеря сознания;
- желудочно-кишечные расстройства;
- бред, тревога, приступы страха;
- изменение восприятия в результате повреждения тканей головного мозга;
- психические расстройства (галлюцинации).
В старину болезнь, появлявшуюся из-за употребления хлеба из этой зараженной муки, называли «злые корчи».
Алкалоиды, содержащиеся в склероции, могут вызывать выкидыши. Загрязненное зерно в количестве более 0,1% не подходит для производства корма или этанола, т.к. ядовито для животных и человека. Примесь склероциев в муке более чем 0,05% — делает ее опасной для живых существ.
Алкалоиды спорыньи не разрушаются при термической обработке. Отравление спорыньей характеризуется большой степенью летальности (дозировка 5 г смертельна), но все зависит от здоровья и выносливости организма, возраста, массы тела и пола человека.
Применение в медицине
В небольших дозах вещество является лекарственным средством, так как в рожках содержатся эрготамин и эргометрин — кровоостанавливающие и родовспомогательные средства. Алкалоиды винкристин и винбластин в медицине используются в качестве противоопухолевых средств.
Массово применяются алкалоиды спорыньи в гинекологии как средство, стимулирующее сокращение матки, оказывающее сосудосуживающее действие. Натуральные алкалоиды спорыньи и их синтетические аналоги применяют при проведении медикаментозного аборта и т.д.
До 60-х гг. 20 века склероции собирали на зараженных колосьях, а затем искусственно разводили в специальных сельских хозяйствах. В 21 веке алкалоиды получают в результате ферментации, выращивая склероции гриба в искусственной питательной среде.
Развитие заболевания
Возбудители заболевания — грибки пурпурной спорыньи (Claviceps purpurea). Общее название болезни, вызываемой грибами рода Claviceps, называется эргот. Поражает около 400 видов растений из семейства злаковых (Poaceae).
Спорынья — болезнь зерновых культур. В основном поражению подвержены посевы озимой ржи, реже — пшеницы и тритикале. Это спорадическая форма спорыньи, которая зимует в земле в виде конидий, прорастающих весной. Источники инфекции: земля со склероциями, ветер, насекомые. Заражение злаков спорыньей происходит через распространение азигот ветром и насекомыми в период цветения. Инфицируются только полностью раскрывшиеся цветки. Источником первичного заражения служат конидии (экзогенные споры бесполого спороношения).
Плантации, где не была проведена предпосевная обработка или высеяны семена неизвестного происхождения, уязвимы для инфекции. Возникновение заболевания наблюдается на самосевах, от которых азиготы могут переноситься ветром на культивируемые поля.
Стоит знать, что продолжительность жизни зимующего гриба (спорыньи пурпурной) составляет 3 года.
Весной споры прорастают в виде нитевидных стеблей, заканчивающихся красно-коричневым вздутием (шарообразные головки стром). В стромах формируются многочисленные аскоспоры (в аске – сумке), созревающие во время цветения. Они распространяются ветром и поражают молодые стебли цветущих растений. На пораженных стеблях развиваются конидии гриба. На здоровые растения конидии переносятся насекомыми, которых привлекают сладкие выделения, что способствует распространению спорыньи. Ко времени созревания зерна, инфицированная завязь превращается в склероций.
Развитию болезни и инфекции благоприятствует мокрая и дождливая погода. Температуры +10—+14°С и относительная влажность более 70% — идеальная среда для развития спорыньи злаковых. Гонидии прорастают весной, образуя плодовые тела. Интенсивному развитию заболевания также способствуют многочисленные осадки в стадии цветения посевов зерновых.
Симптомы заражения
Патоген спорыньи пшеницы паразитирует на стеблях цветков злаков. Во время цветения на пораженном колосе появляется сладкая желтоватая жидкость, называемая медвяной росой, в которой находятся конидии гриба. Капли этого липкого вещества трудно увидеть. Во время фазы созревания в колосьях на месте некоторых зернышек вырастают коричнево-фиолетовые, практически черные, рогообразные образования — склероции, достигающие в длину от нескольких мм до 6 см. Болезнь происходит в два этапа:
- Claviceps purpurea — законченная стадия;
- Sphacelia segetum — конидиальная стадия.
Маточные рожки внутри белые, их размер зависит от сорта растения и количества инфицированных колосьев. Некоторая часть рожков выпадает из колосьев во время сбора урожая, остальные остаются на них.
Методы борьбы со спорыньей
Закладывая семенной материал на хранение надо быть внимательным, проверяя его на наличие спорыньи, так как она способствует заражению зерна. При выборе сорта пшеницы следует учитывать адаптацию его к климатическим условиям, преобладающих в области культивирования. Рекомендуется выбирать сорта для посева с наивысшей степенью сопротивления инфекции.
Поверхность почвы для разрушения конидий вспахивается (лущение 5—7 см, дискование 10—12 см), проводится глубокая осенняя вспашка (20 см).
Методами борьбы со спорыньей являются:
- сеяние зерен без склероций;
- выбор подходящих, устойчивых сортов, менее восприимчивых к инфекции;
- тщательный отбор семенного материала;
- очистка зерна и своевременный посев;
- правильные и тщательные агротехнические операции (глубокая вспашка);
- сбалансированное азотное удобрение;
- ротация растений;
- уничтожение самосевов и сорняков;
- правильный севооборот (перерыв 3—4 года) и оптимальное количество зерна на м2;
- применение фунгицидов.
Конидии на здоровых растениях быстро прорастают и поражают колос. Весной, чтобы снизить распространение грибка рекомендуется избавляться (обкашивать) обочины от дикорастущих злаков до 800—1000 м. Также стоит проводить подкормку азотными удобрениями (30—35 кг/га), что способствует не только интенсивному росту зерновых, но и угнетает прорастание склероциев (до 50%), находящихся на глубине 1—2 см или же на поверхности.
Комплексные методы защиты
С января 2014 года применяется комплексная защита озимой пшеницы. Основой служит оптимальное использование естественных свойств полей и культивируемых сортов с применением безопасного и необходимого количества удобрений и химических средств для защиты растений.
Рациональная обработка должна обеспечить оптимальную структуру и плотность грунта, повысить его биологическую активность, способствовать накоплению воды и уменьшить количество сорняков и азигот, создавая условия для быстрых и равномерных всходов.
Значительный технический прогресс в сельском хозяйстве, связанный с внедрением в производство машин нового поколения, приводит к изменениям в подготовке земли и является одним из факторов повышения урожайности, который играет важную роль в осуществлении комплексной борьбы с паразитом пшеницы — спорыньей пурпурной.
В программах комплексной защиты сначала используются нехимические агротехнические методы. Следующий этап — химические обработки для уменьшения патогенов, угрожающих урожаю пшеницы. Когда нехимические методы не позволяют удерживать заболевание ниже порога вредоносности применяются химикаты.
Вред спорыньи
Белорусские исследователи для подавления развития конидиальной стадии и защиты зерновых в стадии колошения рекомендуют проведение фунгицидных обработок тилтом 500 мл/га; фоликуром 1000 мл/га и альто-супер 400 мл/га. Обработка во время цветения посевом этими препаратами снижало поражение спорыньей на 32—50%.
Высокая влажность на плантации, связанная с плотным посевом, способствует развитию инфекции, виновной в заболевании колосьев пшеницы, стеблей и листьев.
Оптимальная посадка не позволяет массово развиваться патогенам. Соответствующая изоляция озимых пшеничных культур от яровой пшеницы — это один из способов избежать инфицирования спорыньей и повысить качество зерна.
Источник
Как избавится от спорыньи
Основным сырьем для производства наиболее важных продуктов питания людей и кормов для животных является зерно сельскохозяйственных культур. Поэтому увеличение валового сбора зерна – важнейшая из задач, стоящих перед агропромышленным комплексом Российской Федерации. Решение данного вопроса позволит обеспечить продовольственную безопасность страны и высокий уровень жизни ее граждан. При этом главный резерв повышения производства зерна – это использование для посева высококачественного материала, очищенного от различных примесей.
В структуре валового сбора зерновых культур особое место занимает озимая рожь. Она является традиционной и наиболее распространенной в нечерноземной зоне зерновой культурой в сельскохозяйственном производстве вследствие неприхотливости к условиям произрастания, способности давать достаточно высокие и гарантированные урожаи на почвах с невысоким плодородием.
Основные качества озимой ржи
Основное назначение озимой ржи – это продовольственное. В зерне ржи от условий выращивания и сорта содержание белка колеблется в пределах 9–17 %, также содержатся витаминыА1, В1, В2, РР и Е. Ржаной хлеб по мукомольно-хлебопекарным качествам, перевариваемости и усвояемости, калорийности и вкусовым достоинствам не уступает пшенице. Мука, полученная из ржи, используется и для изготовления различных сортов смешанного ржано-пшеничного хлеба. Зерно озимой ржи также используют для получения крахмала и спирта.
В сельскохозяйственном производстве рожь широко используется в кормовых целях. Размолотое, дробленое зерно ржи, а также отруби из него являются прекрасным концентрированным кормом для всех видов животных, особенно для крупного рогатого скота и свиней. Кроме того, ценность ржи как кормовой культуры заключается в том, что она дает ранний высокопитательный зеленый корм животным. При этом высевают озимую рожь в качестве промежуточной культуры для получения раннего зеленого корма или сидерата. Благодаря хорошему кущению и быстрому росту озимая рожь заглушает сорняки и является одним из лучших предшественников для сельскохозяйственных культур [9].
Агротехнические требования
Зерна сельскохозяйственных культур часто болеют грибковыми заболеваниями. Одним из таких заболеваний является спорынья. Чаще всего поражается рожь, а во влажные годы в значительной степени проявляется на пшенице, ячмене, овсе, просе, тимофеевке, овсянице и других злаковых травах. Сильная поражаемость ржи спорыньей объясняется продолжительностью цветения и особенностями строения ее цветков, для которых характерно перекрестное опыление, и они продолжительное время бывают открытыми.
При поражении спорыньей колосьев ржи в период их созревания вместо зерен образуются склероции гриба (рожки) продолговатой формы. В зерновой массе спорынья встречается в виде продолговатых рожков черно-фиолетового цвета, имеющих длину 2–40 мм и толщину 3–5 мм (рис. 1).
Рис. 1. Общий вид колоса ржи со склероцией спорыньи (а) и семян ржи с рожками спорыньи (б)
Во время уборки склероции гриба частично осыпаются на поверхность почвы, а часть их попадает в зерно в качестве примеси. Склероции, упавшие на почву и посеянные с семенным материалом, а также с дикорастущих злаков служат источником инфекции. Причем рожки сохраняются в почве до 2 лет. Развитию болезни способствуют высокая влажность, растянутый период цветения, дождливое лето, осадки в первую половину вегетации ржи.
В рожках спорыньи содержатся ядовитые вещества – алкалоиды (эрготомин, эрготоксин, эргобазин), вызывающие опасные заболевания у людей, животных и птиц. Признаками этого заболевания у людей являются головокружение, слабость, судороги и наркотические галлюцинации. Оно может привести к смертельному исходу в результате паралича дыхательного центра. В некоторых случаях при отравлении ядовитыми веществами спорыньи развивается гангрена конечностей. Поэтому продукты из зерен ржи с примесью спорыньи непригодны ни для выпечки хлеба, ни на корм животным.
Технический регламент Таможенного союза ТР ТС «О безопасности зерна» установил предельно допустимые уровни содержания спорыньи в зерне ржи, направляемом на пищевые цели – не более 0,05 %. В зерне ржи, поставляемом на кормовые цели, спорынья не должна превышать 0,1 % [8].
К семенному материалу ржи предъявляют жесткие требования как по сортовой чистоте и всхожести, так и по содержанию вредных примесей. Основной такой примесью являются склероции (рожки) спорыньи: в оригинальных семенах их наличие не допускается; в элитных семенах ржи содержание спорыньи не должно превышать 0,03 % [2].
Для выполнения данных агротехнических требований следует зерновой ворох ржи, поступающий с поля от зерноуборочных комбайнов, тщательно очистить от различных органических и минеральных примесей, в том числе от ядовитых примесей – спорыньи.
Способы очистки зерна от спорыньи
При очистке ржи от различных примесей применяют зерноочистительные машины. В зерновом материале ржи присутствующие рожки спорыньи различаются по размеру. Соответственно крупные рожки спорыньи удаляются сходом с решета Ø 6–7 мм уже при предварительной очистке зернового вороха. Мелкие рожки спорыньи, имеющие меньшую массу по сравнению с зернами ржи, выделяются воздушным потоком, а оставшиеся – проходом через решета с продолговатыми отверстиями размером 1,8×2,0 мм. Эти способы очистки реализованы в технических решениях [5, 6, 7], а в производственных условиях на первичном этапе очистки зернового вороха ржи выполняет очиститель вороха самопередвижной ОВС-25 [3].
После сушки зернового материала и первичной его очистки для сортирования семян используется зерноочистительная машина Петкус Гигант К-531. Не выделенные при предварительной и первичной очистке сорные примеси очищаются в данной машине при помощи воздушного потока, решет и триеров. Трудно отделяемые воздушным потоком и плоскими решетами длинные рожки спорыньи выделяются триерной поверхностью с ячейками Ø 8 мм, а короткие – триером с ячейками Ø 4,5–5,0 мм (рис. 2, а) [3].
Зерноочистительная машина Петкус Гигант К-531 не обеспечивает полную очистку семян ржи от рожков спорыньи, размеры и аэродинамические свойства которых одинаковы с зернами ржи. В большинстве случаев вышеперечисленные трудноотделимые примеси имеют различие по плотности и, следовательно, могут быть выделены по этому признаку на пневмосортировальных столах (ПСС) [3].
Очистка от трудноотделимых примесей и сортирование семян на ПСС являются финишной операцией технологического процесса их подготовки и производятся уже по комплексу свойств: плотности (удельному весу), форме и свойствам поверхности. Основным же принципом очистки семян на ПСС является разделение по плотности. При этом выделяются семена с большей плотностью, которые обладают более высокими посевными качествами. Удалив с помощью ПСС семена малой плотности, удается значительно повысить биологическую ценность оставшегося посевного материала. В настоящее время ОАО «ГСКБ «Зерноочистка» выпускает две модели ПСС: машину окончательной очистки семян МОС-9Н и пневматический сортировальный стол ПСС-1 (рис. 2, б) [4].
Рис. 2. Общий вид зерноочистительной машины Петкус Гигант К-531 (а) и пневматического сортировального стола МОС-9Н (б)
Однако при рассмотренных способах очистки не удается полностью отделить рожки спорыньи от семян ржи. Практически на 100 % выделить рожки спорыньи возможно с использованием раствора поваренной соли. Для выполнения данного процесса известна машина, состоящая из ванны для солевого раствора, зернового бункера с питателем, отгрузочных ленточных транспортеров, душевых омывателей для ополаскивания водой и вентиляторов для подсушивания воздушным потоком зерна и рожков спорыньи. Отличительная особенность машины состоит в непрерывности технологического процесса и полной механизации работ по отделению спорыньи от семян ржи [1].
Меры борьбы со спорыньей
Для борьбы с зараженностью посевов озимой ржи, а также других злаковых культур необходимо применять комплекс следующих агротехнических мер:
– тщательная очистка зерна ржи и других злаковых культур от склероций (рожков) спорыньи на зерноочистительных машинах;
– своевременное (до цветения) обкашивание злаковых трав по границам полей, дорогам, опушкам, оврагам и т.д.;
– проведение апробации посевов с целью установления пораженности спорыньей и выделение здоровых семенных участков;
– своевременная уборка урожая хлебов с предварительной отдельной уборкой краевых полос, где, как правило, растения сильнее поражаются спорыньей;
– лущение стерни и последующая глубокая зяблевая вспашка, обеспечивающая заделку склероций на большую глубину, чтобы предупредить их прорастание;
– севооборот, с возвращением поражаемых спорыньей злаков не ранее как через 2 года.
– химическая обработка семян ржи применением фунгицидов;
– выведение сортов, устойчивых к заражению спорыньей.
Заключение
Таким образом, проведенный анализ агротехнических требований к продовольственному и семенному материалу озимой ржи по содержанию ядовитой примеси – спорыньи, способов очистки зерна от данной примеси и комплекс мер борьбы с зараженностью спорыньей озимой ржи позволяет успешно проводить агрономические мероприятия по снижению заболеваемости посевов озимой ржи и других злаковых культур, и, соответственно, повышению урожайности, а при послеуборочной обработке комбайнового зернового вороха – снижению удельной энергоемкости технологического процесса по очистке сорных примесей.
Источник